蝶酰谷氨酸在防治环境内分泌干扰物致子代糖尿病中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于医药领域，涉及维生素医药及保健应用，具体涉及蝶酰谷氨酸对孕期 环境内分泌干扰物所致后代糖代谢异常的预防和保健作用。
【背景技术】
[0002] 环境内分泌干扰物（Endocrinedisruptingchemicals，EDCs)是指具有干扰人 体内分泌系统的外源性化合物，能影响生殖系统、免疫系统、甚至能干扰组织器官的正常发 育，最终引起健康受损。EDCs在塑料产品、高分子材料中有着广泛的使用，其可以通过土壤、 水和空气等不同介质污染食物链，或者由食品包装和饮用容器渗入到食物中从而摄入到身 体中，使人处于EDCs的直接暴露。已经有大量研宄证实胚胎期环境污染物暴露能影响多种 器官和组织的发育并最终导致成年期慢性疾病患病风险增加，其中最引人关注的是胰岛结 构功能受损导致的I型糖尿病高发。这类由发育关键期暴露环境污染物而引起的健康损 失，直至成年期都难以恢复，而这种化学品暴露在现代生活中几乎是无法避免的。因此我们 需要早在发育关键期就进行干预，以预防或减轻这种由早期环境污染导致的成年期健康损 失。而这种环境内分泌干扰物所致的胰岛受损导致的I型糖尿病高发至今尚无明确的保护 方法。
[0003] 蝶酰谷氨酸是一种重要的维生素，被摄入体内后大部分转化为5-甲基四氢叶酸， 参与生物体内一碳单位的传递转移代谢，对于嘌呤和嘧啶的合成、DNA甲基化等过程具有决 定性作用。蝶酰谷氨酸在生命过程中对健康维系有着至关重要的作用，对基因组稳定性、月中 瘤易感性、心血管疾病和代谢性疾病的发生发展的影响复杂且重要。其作为必不可少的微 量营养物质，对孕产妇而言至关重要，在怀孕期补充蝶酰谷氨酸能预防胎儿发生神经管畸 形、宫内发育迟缓、早产和低出生体重等，以保护其出生后的生长和健康状况。流行病研宄 中证实，孕妇在怀孕期间和产后3个月蝶酰谷氨酸不足能增加后代在6-8岁时出现葡萄糖 耐量降低、胰岛素耐量降低、肥胖等代谢综合征现象，而以蝶酰谷氨酸为主的复合维生素补 充后能显著改善此现象。但是孕期蝶酰谷氨酸干预以及如何干预是否能保护由EDCs暴露 引起的子代胰岛功能改变，目前尚无明确报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的任务是提供一种降低环境内分泌干扰物致子代I型糖尿病风险的方法。
[0005] 实现本发明的技术方案是：将蝶酰谷氨酸用于制备预防或治疗环境内分泌干扰物 致子代糖尿病药物、保健品或功能性食品，即蝶酰谷氨酸能用于预防或治疗环境内分泌干 扰物所致的子代糖尿病。
[0006] 本专利使用动物实验模型，确定了蝶酰谷氨酸对典型环境内分泌干扰物引起的胰 岛结构、功能异常而导致的I型糖尿病高发的预防保护作用。
[0007] 双酚A(BisphenolA，BPA)，化学名称：2,2_双（4-羟基苯基）丙烷，化学式： c15H16o2，基本结构式： 是世界范围内广泛制造和分布的典型的具有类雌
〇 激素效应的环境内分泌干扰物，其单体常用于聚碳酸酯和环氧树脂等高分子材料的生产和 加工，广泛应用于制造塑料容器，小鼠经口直接暴露BPA能扰乱能量代谢和胰岛素分泌相 关的胰岛素通路，增加患糖尿病的风险。本发明中使用BPA作为代表EDCs的典型暴露物。 蝶酰谷氨酸，又称叶酸，化学名称：（2S)-2-[[4-[(2-氨基-4-氧代-1H-6-蝶啶基）甲氨基] 苯甲基]氨基]戊二酸，化学式：C19H19N706,基本结构式
曾有 报道发现发育关键期暴露邻苯二甲酸盐（另一种典型EDCs)和使用发胶可能与新生儿尿道 下裂有相关性。
[0008] 本专利使用动物实验模型，确定了蝶酰谷氨酸对典型环境内分泌干扰物引起的胰 岛结构、功能异常而导致的I型糖尿病高发的预防保护作用，实验资料如下：
[0009] 用阴道冲洗涂片法检测受孕情况；在雌性SD大鼠怀孕期和哺乳期，对其 进行蝶酰谷氨酸干预和BPA暴露并分为以下三组：对照组、40yg/kg/day的BPA组 (BPA-nofolate)、300yg/kg/day蝶酰谷氨酸+40yg/kg/dayBPA的蝶酰谷氨酸干预组 (BPA-folate);实验使用的蝶酰谷氨酸购于美国SIGMA公司，纯度99 %。记录母鼠孕期生长 速度和子鼠出生后的生存率和体重。在子代断乳期即出生后21天，以及子代大鼠青少年期 (9周龄），进行相关试验。测定子代代体重、胰腺脏器系数、空腹血糖、空腹胰岛素；腹腔注 射2g/kgbodyweight葡糖糖进行葡萄糖耐量实验；腹腔注射0.75IU/kgbodyweight胰岛 素的胰岛素耐量试验；免疫荧光双染法进行胰腺形态学分析；透射电子显微镜观察胰岛0 细胞细胞器状态；对分离和纯化的离体胰岛进行葡萄糖刺激胰岛素释放实验以评估其胰岛 素分泌功能。为了明确其保护机制进行SYBR相对定量法分析子代胰岛印记基因Igf2、H19、 Plagll和DNA甲基转移相关基因Dnmtl、Dnmt3a、Dnmt3b的表达；用亚硫酸氢钠测序PCR法 (BisulfitesequencingPCR，BSP)，即BSP-PCR产物纯化结合质粒克隆后测序法检测Igf2/ H19 差异性甲基化区域（differentiallymethylatedregions，DMR)的DNA甲基化状态。
[0010] 本发明实验明确蝶酰谷氨酸对环境内分泌干扰物致子代糖代谢紊乱的预防作用， 并明确了其机制。
[0011] 本发明揭示蝶酰谷氨酸能有效改善BPA导致的子代出生时和9周龄体重异常现 象，明显改善BPA导致的子代胰腺脏器系数、葡萄糖耐量、BCF、BCM、胰腺结构、0细胞超微 结构以及离体胰岛经高糖刺激分泌的胰岛素量的异常。在其作用机制上，BPA组子代大鼠 胰岛印记基因Igf2/H19,DNA甲基转移酶相关基因（Dnmts)的表达与对照组相比现明显异 常，蝶酰谷氨酸干预组较BPA组有明显回复。同时，BPA组胰岛Igf2/H19DMR2区DNA甲基 化异常升高，蝶酰谷氨酸干预组呈相对正常的状态。本发明结果显示，孕期补充蝶酰谷氨酸 对环境内分泌干扰物引起的子代糖代谢紊乱高发具有预防作用。蝶酰谷氨酸在控制剂量范 围内（孕产妇每日摄入小于〇.8mg)使用时对人体无害，可安全使用。该化合物将来可添加 于保健品或作为食品强化剂并以口服使用，以预防环境内分泌干扰物所致后代糖代谢异常 现象。
[0012] 图例说明
[0013] 图1为葡萄糖耐量试验，图中EDCs暴露的后代血糖相应曲线异常升高，蝶酰谷氨 酸干预能使血糖相应曲线正常。葡萄糖耐量试验意义在于：葡萄糖耐量试验为口服葡萄糖 后在固定时间检测血糖以评估机体对葡萄糖的耐受情况，若出现葡萄糖不耐受说明机体处 于糖尿病高危状态。图1显示，本发明中蝶酰谷氨酸干预能显著降低典型EDCs暴露所致的 糖耐量异常现象，能使机体免于糖尿病高危状态。
[0014] 图2是胰岛结构和功能的评估，结果显示：典型EDCs暴露能引起胰岛结构异常，表 现为胰岛分数和质量下降，超微结构异常，表现为线粒体肿胀、内质网扩增。蝶酰谷氨酸干 预能预防这种胰岛结构异常的出现，表现为胰岛分数和质量正常，线粒体结构完整，内质网 排列正常。胰岛是胰腺的内分泌部分，胰岛功能异常时导致胰岛素分泌不足进而引起糖尿 病的主要原因。本发明中蝶酰谷氨酸干预能显著保护由典型EDCs暴露所致的胰腺结构异 常和胰岛超微结构异常，进而保护胰岛的合成和分泌功能。
[0015] 图3为保护机制-DNA甲基化分析，结果显示：典型EDCs暴露引起胰岛发育关键基 因Igf2/H19DMR2区过高甲基化，而蝶酰谷氨酸干预能使这种高甲基化程度降低，使其正常 化，进而保护胰岛的发育和功能。大量研宄都已表明，内分泌干扰物暴露能影响子代DNA甲 基化状态、改变基因表达，能影响其子代表型和机体状态，导致其对疾病易感。本发明中，蝶 酰谷氨酸干预能使这种由典型EDCs暴露引起的Igf2/H19DMR2区过高甲基化程度降低，使 其正常化，进而保护胰岛的发育和功能。这是蝶酰谷氨酸对环境内分泌干扰物致子代糖代 谢紊乱的预防作用的内在机制。
【具体实施方式】
[0016] 对怀孕期和哺乳期雌性SD大鼠进行蝶酰谷氨酸干预实验，实验使用的蝶酰谷氨 酸购于美国SIGMA公司，纯度99%。
[0017] 用阴道冲洗涂片法检测受孕情况；在雌性SD大鼠怀孕期和哺乳期，对其 进行蝶酰谷氨酸干预和BPA暴露并分为以下三组：对照组、40yg/kg/day的BPA组 (BPA-nofolate)、300yg/kg/day蝶酰谷氨酸+40yg/kg/dayBPA的蝶酰谷氨酸干预组 (BPA-folate);记录母鼠孕期生长速度和子鼠出生后的生存率和体重。在子代断乳期即出 生后21天，以及子代大鼠青少年期（9周龄），进行相关试验。测定子代代体重、胰腺脏器 系数、空腹血糖、空腹胰岛素；腹腔注射2g/kgbodyweight葡糖糖进行葡萄糖耐量实验； 腹腔注射〇.75IU/kgbodyweight胰岛素的胰岛素耐量试验；免疫荧光双染法进行胰腺形 态学分析；透射电子显微镜观察胰岛0细胞细胞器状态；对分离和纯化的离体胰岛进行葡 萄糖刺激胰岛素释放实验以评估其胰岛素分泌功能。为了明确其保护机制进行SYBR相对 定量法分析子代胰岛印记基因Igf2、H19、Plagll和DNA甲基转移相关基因Dnmtl、Dnmt3a、 Dnmt3b的表达；用亚硫酸氢钠测序PCR法（BisulfitesequencingPCR，BSP)，即BSP-PCR 产物纯化结合质粒克隆后测序法检测Igf2/H19差异性甲基化区域（differentially methylatedregions，DMR)的DNA甲基化状态。本发明揭示蝶酰谷氨酸对环境内分泌干扰 物致子代糖代谢紊乱有预防作用。
【主权项】
1. 蝶酰谷氨酸在制备用于预防或治疗环境内分泌干扰物致子代糖尿病药物中的应用。2. 蝶酰谷氨酸在制备用于预防或治疗环境内分泌干扰物致子代糖尿病的保健品或功 能性食品中的应用。
【专利摘要】本发明属于医药领域，涉及维生素医药及保健应用，具体涉及蝶酰谷氨酸对孕期环境内分泌干扰物所致后代糖代谢异常的预防和保健作用。本发明使用动物实验模型，对怀孕期和哺乳期雌性SD大鼠进行蝶酰谷氨酸干预实验，确定了蝶酰谷氨酸对典型环境内分泌干扰物引起的胰岛结构、功能异常而导致的I型糖尿病高发的预防保护作用，本发明结果显示，孕期补充蝶酰谷氨酸对环境内分泌干扰物引起的子代糖代谢紊乱高发具有预防作用。蝶酰谷氨酸在控制剂量范围内使用时对人体无害，可安全使用，该化合物添加于保健品或作为食品强化剂并以口服使用，能预防环境内分泌干扰物所致后代糖代谢异常现象。
【IPC分类】A23L1/302, A61K31/519, A61P3/10
【公开号】CN104940205
【申请号】CN201510298602
【发明人】毛振兴, 徐顺清, 许冰
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月3日